操作系统原理，物理内存“扩充”技术，内存紧缩，覆盖，交换，虚拟内存

当内存空间不足以存放下进程是，需要使用到内存“扩充”技术，但不是真的扩充了内存。
截图来自b站陈教授网课
一、内存“扩充”技术
1、内存紧缩技术：在可变分区型的操作系统中调节进程在内存中的位置，将进程间的外碎片合成为可用的内存空间并利用。
2、覆盖技术overlaying
2、交换技术swapping
4、虚拟内存技术virtual memory

二、覆盖技术（早期操作系统）
1、应对问题：程序大小超过了物理内存总和
2、解决方案：程序的不同部分在内存中共享一块区域并相互覆盖
2.1、操作系统按照程序自身的逻辑结构，将那些不会同时执行的程序段共享同一块内存区域
2.2、要求程序各模块之间有明确的调用结构
3、程序员声明覆盖结构，操作系统完成自动覆盖

三、交换技术
1、思想：内存空间紧张时，系统将内存中某些进程暂时移到外存（磁盘），将外存中的某些进程换进内存，占用前者占用的内存区域，就是将进程在内存和磁盘之间进行动态调度。
2、问题：
2.1、进程的那些内容被交换
2.2、存放在磁盘的何处
2.3、何时交换
2.4、选择何进程交换
2.5、如何处理进程空间的增长等
3、解决问题
3.1、交换的内容是运行时创建或修改的内容：堆和栈
3.2、在磁盘中指定一块区域作为交换区swap space，包含连续的磁道，不使用文件系统，操作系统使用底层磁盘读写操作对交换空间的内容进行高效的访问
3.3、当进程不用时就换出（或很少用）；内存空间不够用时换出，或有不够用的危险时换出；需要和调度器结合使用
3.4、考虑进程的属性，不应该换出处于等待IO状态的进程
3.5、应对进程空间增加（堆栈增大）的情况，给进程分配大一点的空间用于其之后的扩展，扩展有两种，堆栈数据集体向上扩展（往一个方向扩展），和堆栈分别位于空闲区的两侧一起向中间扩展。

四、虚拟内存技术
1、思路：当进程运行时，现将其一部分装入内存，另一部分暂留在磁盘，当要执行的指令或访问的数据不在内存中时，由操作系统自动的将它们从磁盘调入内存。

2、相关术语
2.1、虚拟地址空间：分配给进程的虚拟内存
2.2、虚拟地址：在虚拟内存中指令或数据的位置，该位置可以被访问，仿佛它是内存的一部分

3、虚拟内存
3.1、存储器的层次结构

3.2、虚拟内存建立在存储体系上

3.3、将内存和磁盘结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，就是虚拟内存
3.4、虚存是对内存的抽象，构建在存储体系上，由操作系统协调各存储器的使用
3.5、虚存的速度和CPU的取址速度相当，但是虚存提供了一个比物理地址大的多的地址空间
3.6、虚存的大小受计算机寻址机制，就是位数的的限制，以及磁盘可用空间的限制，如果计算机是32位的，虚存最大就可以有2^{32,就是4G，如果计算机是64位，虚存最大就可以达到2}64
3.7、虚存技术是以CPU时间和磁盘空间换区昂贵内存空间的，这是操作系统中的资源转换技术

4、地址保护
4.1、每个进程有独立的地址空间
4.2、进程访问的地址合法，不发生访问越界
4.3、进程的操作合法，不发生访问越权，比如写了只读空间

5、虚拟页式
虚拟存储技术+页式存储管理方法=虚拟页式存储管理系统
5.1、进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面
5.2、根据进程运行的需要，动态装入其他页面
5.3、当内存空间已满时，又需要装入新的页面，则根据某种置换算法置换内存中的某个页面，以便于装入新的页面

6、虚拟页式装页
6.1、请求调页：当需要某个页面而该页面不存在于虚存中时，将该页面装入虚存
6.2、预先调页：通过某些原因预知某些页面需要被装入而提前将其装入虚存

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